Поделиться:
Нильс Бор Биография и материалы
Нильс Бор (1885-1962) был датским физиком, который получил Нобелевскую премию по физике в 1922 году за свои исследования, связанные со структурой атомов и уровнями их излучения. Воспитанный и получивший образование в европейских странах, в самых престижных английских университетах, Бор также был известным исследователем и любителем философии..
Он работал вместе с другими известными учеными и нобелевскими лауреатами, такими как J.J. Томпсон и Эрнест Резерфорд, которые призвали его продолжить свои исследования в атомной области.
Интерес Бора к атомной структуре побудил его переключаться между университетами, чтобы найти тот, который дал бы ему пространство для развития его исследований на его собственных условиях.
Нильс Бор начал с открытий, сделанных Резерфордом, чтобы продолжить развивать их, пока он не сможет напечатать их собственный отпечаток.
Бор приехал, чтобы иметь семью из более чем шести детей, был наставником других научных деятелей, таких как Вернер Гейзенберг и президент Королевской датской академии наук, а также членом других научных академий по всему миру..
индекс
- 1 Биография
- 1.1 Исследования
- 1.2 Отношения с Эрнестом Резерфордом
- 1.3 Северный институт теоретической физики
- 1.4 Копенгагенская школа
- 1.5 Вторая мировая война
- 1.6 Возвращение домой и смерть
- 2 Вклад и открытия Нильс Бор
- 2.1 Модель и строение атома
- 2.2 Квантовые понятия на атомном уровне
- 2.3 Открытие теоремы Бора-Ван Леувена
- 2.4 Принцип взаимодополняемости
- 2.5 Интерпретация Копенгагена
- 2.6 Структура периодической таблицы
- 2.7 Ядерные реакции
- 2.8 Объяснение ядерного деления
- 3 Ссылки
биография
Нильс Бор родился 7 октября 1885 года в Копенгагене, столице Дании. Отца Нильса звали Кристианом и он был профессором физиологии в Копенгагенском университете..
С другой стороны, матерью Нильса была Эллен Адлер, чья семья имела экономические привилегии и имела влияние в банковской среде Дании. Семейное положение Нильса позволило ему получить доступ к образованию, которое в то время считалось привилегированным..
исследования
Нильс Бор увлекся физикой и учился в Копенгагенском университете, в котором он получил степень магистра по физике в 1911 году. Впоследствии он отправился в Англию, где учился в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета..
Основной мотивацией для учебы было получение опеки от Джозефа Джона Томсона, химика английского происхождения, который получил Нобелевскую премию в 1906 году за открытие электрона, специально для исследований, которые он проводил о том, как электричество движется через газы..
Намерение Бора состояло в том, чтобы перевести его докторскую диссертацию на английский язык, который был точно связан с изучением электронов. Тем не менее, Томсон не проявил особого интереса к Бору, поэтому последний решил уйти и направиться в Манчестерский университет..
Отношения с Эрнестом Резерфордом
Находясь в Манчестерском университете, Нильс Бор имел возможность поделиться с британским физиком и химиком Эрнестом Резерфордом. Он также был помощником Томсона и впоследствии получил Нобелевскую премию. Бор многому научился от руки Резерфорда, особенно в области радиоактивности и моделей атомов..
С течением времени сотрудничество между учеными росло, а их дружеские связи росли. Одно из событий, в которых оба ученых взаимодействовали в экспериментальной области, было связано с моделью атома, предложенной Резерфордом..
Эта модель была верна в концептуальной области, но было невозможно представить ее, обратив ее в законы классической физики. Учитывая это, Бор осмелился сказать, что причина этого заключалась в том, что динамика атомов не подчинялась законам классической физики..
Северный институт теоретической физики
Нильса Бора считали застенчивым и замкнутым человеком, однако серия очерков, опубликованных в 1913 году, принесла ему широкое признание в научной сфере, что сделало его признанным общественным деятелем. Эти очерки были связаны с его концепцией строения атома.
В 1916 году Бор отправился в Копенгаген и там, в своем родном городе, он начал преподавать теоретическую физику в Университете Копенгагена, где он учился..
Находясь в этом положении и благодаря известности, приобретенной ранее, Бор получил достаточно денег, необходимых для создания в 1920 году Северного института теоретической физики..
Датский физик руководил этим институтом с 1921 по 1962 год, когда он умер. Позднее институт изменил свое название и был назван Институтом Нильса Бора в честь его основателя..
Очень скоро этот институт стал эталоном с точки зрения наиболее важных открытий, сделанных в то время, связанных с атомом и его конформацией..
За короткое время Институт теоретической физики Северных стран был наравне с другими университетами с большим количеством традиций в этой области, такими как немецкие университеты Геттингена и Мюнхена..
Школа Копенгагена
1920-е годы были очень важны для Нильса Бора, поскольку в те годы он издал два основополагающих принципа своих теорий: принцип соответствия, изданный в 1923 году, и принцип взаимодополняемости, добавленный в 1928 году..
Вышеупомянутые принципы стали основой, на которой начала формироваться Копенгагенская школа квантовой механики, также называемая копенгагенской интерпретацией..
Эта школа нашла неблагоприятное в таких великих ученых, как тот же Альберт Эйнштейн, что после противостояния перед разнообразными экспозициями она в итоге признала Нильса Бора одним из лучших научных исследователей того времени..
С другой стороны, в 1922 году он получил Нобелевскую премию по физике за свои эксперименты, связанные с атомной перестройкой, и в том же году родился его единственный сын, Ааге Нильс Бор, который в конечном итоге обучался в институте под председательством Нильса. Позже он стал его директором и, кроме того, в 1975 году получил Нобелевскую премию по физике..
В течение 30-х годов Бор обосновался в Соединенных Штатах и сосредоточился на пропаганде области ядерного деления. Именно в этом контексте Бор определил делящуюся характеристику плутония..
В конце этого десятилетия, в 1939 году, Бор вернулся в Копенгаген и получил назначение президентом Королевской датской академии наук..
Вторая мировая война
В 1940 году Нильс Бор находился в Копенгагене, и в результате Второй мировой войны через три года он был вынужден бежать со своей семьей в Швецию, потому что Бор имел еврейское происхождение..
Из Швеции Бор путешествовал по США. Там он поселился и присоединился к команде сотрудничества Манхэттенского проекта, который произвел первую атомную бомбу. Этот проект был выполнен в лаборатории, расположенной в Лос-Аламосе, в Нью-Мексико, и во время своего участия в этом проекте Бор сменил название на Николас Бейкер..
Возвращение домой и смерть
В конце Второй мировой войны Бор вернулся в Копенгаген, где он снова стоял в качестве директора Северного института теоретической физики и всегда выступал за применение атомной энергии с полезными целями, всегда стремясь к эффективности в различных процессах..
Эта склонность объясняется тем, что Бор осознавал огромный ущерб, который может быть причинен тем, что он обнаружил, и в то же время он знал, что этот мощный тип энергии более конструктивно используется. Затем, с 1950-х годов, Нильс Бор посвятил себя чтению лекций, посвященных мирному использованию атомной энергии..
Как упоминалось ранее, Бор не упустил из виду величину атомной энергии, поэтому в дополнение к пропаганде ее надлежащего использования он также указал, что именно правительства должны обеспечить, чтобы эта энергия не использовалась разрушительным образом..
Это понятие было представлено в 1951 году в манифесте, подписанном более чем сотней известных исследователей и ученых того времени..
Как следствие этого действия и его предыдущей работы в пользу мирного использования атомной энергии, в 1957 году Фонд Форда присудил ему премию «Атом для мира», присуждаемую личностям, которые стремились содействовать позитивному использованию этого вида энергии..
Нильс Бор скончался 18 ноября 1962 года в Копенгагене, его родном городе, в возрасте 77 лет..
Вклад и открытия Нильса Бора
Модель и строение атома
Атомная модель Нильса Бора считается одним из его величайших вкладов в мир физики и наук в целом. Он был первым, кто продемонстрировал атом как положительно заряженное ядро, окруженное орбитами электронов..
Бору удалось обнаружить механизм внутреннего функционирования атома: электроны способны самостоятельно вращаться вокруг ядра. Количество электронов, присутствующих на внешней орбите ядра, определяет свойства физического элемента.
Чтобы получить эту атомную модель, Бор применил квантовую теорию Макса Планка к атомной модели, разработанной Резерфордом, получив в результате модель, которая принесла ему Нобелевскую премию. Бор представил атомную структуру как маленькую солнечную систему.
Квантовые понятия на атомном уровне
То, что привело к тому, что атомную модель Бора стали считать революционной, это метод, который она использовала для ее достижения: применение теорий квантовой физики и их взаимосвязь с атомными явлениями..
Благодаря этим приложениям Бор смог определить движение электронов вокруг атомного ядра, а также изменение их свойств..
Таким же образом, благодаря этим понятиям, он смог получить представление о том, как материя способна поглощать и излучать свет от своих самых незаметных внутренних структур..
Открытие теоремы Бор-ван Леувена
Теорема Бор-ван Леувена - это теорема, примененная к области механики. Сначала работа Бора была выполнена в 1911 году, а затем дополнена ван Леувеном. Применение этой теоремы позволило дифференцировать область классической физики от квантовой физики..
Теорема утверждает, что намагниченность, возникающая в результате применения классической механики и статистической механики, всегда будет равна нулю. Бору и ван Леувену удалось увидеть некоторые концепции, которые можно развить только через квантовую физику.
Сегодня теорема обоих ученых успешно применяется в таких областях, как физика плазмы, электромеханика и электротехника..
Принцип взаимодополняемости
В квантовой механике принцип комплементарности, сформулированный Бором, который представляет теоретический подход и в то же время приводит к утверждению, что объекты, подвергаемые квантовым процессам, имеют дополнительные атрибуты, которые нельзя наблюдать или опосредовать одновременно..
Этот принцип взаимодополняемости рождается из другого постулата, разработанного Бором: интерпретация Копенгагена; фундаментальный для исследования квантовой механики.
Интерпретация Копенгагена
С помощью ученых Макса Борна и Вернера Гейзенберга Нильс Бор разработал эту интерпретацию квантовой механики, которая позволила выяснить некоторые элементы, которые делают возможными механические процессы, а также их различия. Сформулированная в 1927 году, она считается традиционной интерпретацией.
Согласно интерпретации Копенгагена, физические системы не имеют определенных свойств, прежде чем подвергнуться измерениям, и квантовая механика может только предсказать вероятности, с помощью которых сделанные измерения дадут определенные результаты.
Структура периодической таблицы
Из своей интерпретации атомной модели Бор смог более детально структурировать периодическую таблицу элементов, существовавших в то время..
Он смог подтвердить, что химические свойства и способность связывания элемента тесно связаны с его валентной нагрузкой..
Работы Бора, примененные к периодической таблице, дали толчок развитию новой области химии: квантовой химии.
Таким же образом, элемент, известный как Боро (Bohrium, Bh), получил свое имя в дань от Нильса Бора.
Ядерные реакции
Благодаря предложенной модели Бор смог предложить и установить механизмы ядерных реакций в результате двухстадийного процесса..
При бомбардировке частиц с низкой энергией образуется новое ядро с низкой стабильностью, которое в конечном итоге будет излучать гамма-лучи, а его целостность разрушается..
Это открытие Бора долгое время считалось ключевым в научной области, пока спустя годы его не усовершенствовал и не улучшил один из его детей, Ааге Бор..
Объяснение ядерного деления
Ядерное деление - это процесс ядерной реакции, при котором атомное ядро начинает делиться на более мелкие части..
Этот процесс способен производить большое количество протонов и фотонов, выделяя энергию одновременно и постоянно.
Нильс Бор разработал модель, которая позволила объяснить процесс ядерного деления некоторых элементов. Эта модель состояла из наблюдения капли жидкости, которая представляла бы структуру ядра.
Таким же образом, как интегральная структура капли может быть разделена на две одинаковые части, Бор смог продемонстрировать, что то же самое может происходить с атомным ядром, способным генерировать новые процессы образования или разрушения на атомном уровне..
ссылки
- Бор, Н. (1955). Человек и физика. Теория: международный журнал по теории, истории и основам науки, 03,08.
- Lozada, R.S. (2008). Нильс Бор. Закон об университете, 36-39.
- Nobel Media AB. (2014). Нильс Бор - Факты. Получено с Nobelprize.org: nobelprize.org
- Савойя, Б. (2014). Строгое доказательство теоремы Бора-Ван Леувена в квазиклассическом пределе. RMP, 50.
- Редакция Британской энциклопедии. (17 ноября 2016 г.). Модель составного ядра. Получено из Британской энциклопедии: britannica.com.